Производные целлюлозы - RU2019136162A
Код документа: RU2019136162A
Формула
1. Способ дериватизации целлюлозной волокнистой массы, включающий:
a. приготовление реакционной среды, содержащей мочевину и по меньшей мере один дериватизирующий реагент;
b. проведение реакции химической дериватизации между по меньшей мере одним дериватизирующим реагентом и целлюлозной волокнистой массой в реакционной системе, содержащей целлюлозную волокнистую массу в контакте с реакционной средой; и
c. необязательно очистку и/или выделение дериватизированного целлюлозного продукта.
2. Способ по п. 1, в котором реакцию химической дериватизации проводят на целлюлозной волокнистой массе
- в реакционной системе с содержанием воды от 0 до 20 масс. %; или
- в реакционной системе с содержанием воды от 10 до 20 масс. %.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором реакционную систему приготавливают с использованием целлюлозной волокнистой массы, которая не была мерсеризована или подвергнута ферментативной или механической предварительной обработке.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором дериватизирующим реагентом является сульфатирующий реагент, а реакционная среда содержит от 0 до 10 масс. % воды.
5. Способ по п. 4, в котором стадия а. включает растворение серной кислоты в воде и по меньшей мере частичную нейтрализацию ее щелочью с последующим добавлением мочевины.
6. Способ по п. 4, в котором сульфатирующий реагент содержит бисульфатную соль и необязательно содержит серную кислоту.
7. Способ по любому из пп. 4-6, в котором стадия с. включает промывку водой, и промытый продукт фибриллируют.
8. Способ по п. 7, включающий стадию отбеливания, которую проводят до фибриллирования или после фибриллирования.
9. Способ по любому из пп. 1-3, в котором дериватизирующий реагент является катионизирующим реагентом, а реакционная среда содержит от 10 до 20 масс. % воды.
10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором перед стадией b. или во время стадии b. удаляют воду до достижения содержания влаги, выбранного из диапазона от 0 до 20 масс. %.
11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором реакционную систему приготавливают посредством импрегнирования реакционной среды в целлюлозную волокнистую массу.
12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором по меньшей мере одну из стадий а., b. и с. проводят с использованием непрерывного процесса.
13. Способ по любому из пп. 1-12, в котором молярное отношение дериватизирующего реагента к ангидроглюкозным звеньям целлюлозной волокнистой массы составляет от 0,01 до 8, предпочтительно от 0,1 до 2, наиболее предпочтительно от 0,3 до 1,5.
14. Способ по любому из пп. 1-13, в котором молярное отношение мочевины к ангидроглюкозным звеньям целлюлозной волокнистой массы составляет от 0,01 до 8, предпочтительно от 0,1 до 5, наиболее предпочтительно от 0,3 до 3.
15. Способ по любому из пп. 1-14, в котором молярное отношение воды к ангидроглюкозным звеньям целлюлозной волокнистой массы составляет от 0 до 20, предпочтительно от 0,1 до 10, наиболее предпочтительно от 3 до 7.
16. Способ по любому из пп. 1-15, в котором реакционная система содержит основный катализатор, и молярное отношение основного катализатора к ангидроглюкозным звеньям целлюлозной волокнистой массы составляет от 0 до 20, предпочтительно от 0,01 до 10, наиболее предпочтительно от 0,05 до 2.
17. Способ по любому из пп. 1-16, включающий дополнительное добавление в реакционную систему по меньшей мере одного агента, способствующего набуханию, выбранного из ионных жидкостей, солей, глубоких эвтектических растворителей, соединений, содержащих карбамидные мотивы, карбамидпероксидные мотивы, алантоиновые мотивы, гидратоиновые мотивы, биуретов и их комбинаций.
18. Способ по любому из пп. 1-17, в котором степень дериватизации регулируют с помощью количества реагентов и/или параметров реакции.
19. Способ по любому из пп. 1-18, в котором реакцию дериватизации проводят до достижения степени дериватизации, составляющей от 0,05 ммоль/г до 2,5 ммоль/г, предпочтительно от 0,1 ммоль/г до 1,5 ммоль/г, наиболее предпочтительно от 0,5 ммоль/г до 1,3 ммоль/г.
20. Способ по любому из пп. 1-19, в котором реакцию дериватизации преимущественно проводят гетерогенно на поверхности элементарных фибрилл целлюлозной волокнистой массы.
21. Способ по любому из пп. 1-20, включающий дополнительную стадию химической модификации, предпочтительно выбранную из этерификации и эфиризации, для повышения степени дериватизации или для внедрения дополнительных функциональных групп.
22. Способ по любому из пп. 1-21, включающий дополнительную стадию химической модификации, предпочтительно выбранную из катионизации или сульфатирования.
23. Способ по любому из пп. 1-22, в котором целлюлозная волокнистая масса является волокнистой массой из твердой древесины или волокнистой массой из мягкой древесины, растворимой волокнистой массой или целлюлозной волокнистой массой, экстрагированной из любого подходящего растительного материала, включая паренхиматозную целлюлозную волокнистую массу.
24. Способ по любому из пп. 1-23, дополнительно включающий стадию рафинирования для получения дериватизированных целлюлозных нановолокон или дериватизированной микрофибриллированной целлюлозы.
25. Способ по любому из пп. 1-24, дополнительно включающий стадию сушки для получения продукта со средней плотностью, продукта с высокой плотностью или сухого продукта.
26. Дериватизированный целлюлозный продукт, получаемый способом по любому из пп. 1-24 и имеющий вязкость по Брукфильду, равную по меньшей мере 10 сП (0,01 Па⋅с), предпочтительно по меньшей мере 100 сП (0,1 Па⋅с), измеренную при концентрации, равной 1,0 масс. %, и при скорости сдвига, равной 100 об/мин, и/или значение мутности менее 1000 нефелометрических единиц мутности (NTU), предпочтительно в диапазоне от 0,1 NTU до 700 NTU, измеренное при концентрации, равной 0,1 масс. %.
27. Дериватизированный целлюлозный продукт, полученный способом по любому пп. 1-25, где степень дериватизации составляет от 0,05 ммоль/г до 2,5 ммоль/г, предпочтительно от 0,1 ммоль/г до 1,5 ммоль/г, наиболее предпочтительно от 0,5 ммоль/г до 1,3 ммоль/г.
28. Дериватизированный целлюлозный продукт, полученный способом по любому из пп. 1-25, где указанный продукт является нерастворимым в воде при рН от 2 до 13, при температурах от 0°С до 120°С, измеренных при концентрации, равной 1 масс. %.
